Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzpumpe für
Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Durch die DE-C-24 49 332 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe
der gattungsgemäßen Art bekannt, die einen Pumpenkolben
aufweist, der in der Gehäusebohrung hin- und hergehend
angetrieben ist und zugleich auch rotierend angetrieben wird
und dabei mit seiner Verteileröffnung als Verteiler dient.
Bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe ist etwa der
Verteileröffnung gegenüber liegend eine weitere Längsnut an
der Mantelfläche des Pumpenkolbens angeordnet, die in
ständiger Verbindung mit dem unter Hochdruck der
Verteileröffnung zugeführten Kraftstoffs steht. Mit einer
solchen Ausgestaltung wird etwa diametral der
Verteileröffnung gegenüber liegend eine Druckbeaufschlagung
zwischen Pumpenkolben und Gehäusebohrung erzielt derart, daß
der Pumpenkolben gleichmäßig durch die Druckkräfte belastet
ist und die Neigung zum Fressen des Kolbens innerhalb der
Gehäusebohrung vermindert wird. Diese zusätzliche Nut kommt
regelmäßig mit nicht an der Einspritzung teilnehmenden
Einspritzleitungen in Verbindung und führt mit einer
zugleich durch die Verteileröffnung geöffneten
Einspritzleitung einen Druckausgleich zwischen diesen
Leitungen in einer Saugphase des Pumpenkolbens durch.The invention relates to a fuel injection pump for
Internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
DE-C-24 49 332 is a fuel injection pump
of the generic type known that a pump piston
has, the back and forth in the housing bore
is driven and at the same time is driven in rotation
and serves as a distributor with its distributor opening.
In this known fuel injection pump is about
Another longitudinal groove is located opposite the distributor opening
the outer surface of the pump piston arranged in
constant connection with the high pressure of the
Distributor opening fuel is available. With a
such a configuration is approximately diametrically
A pressurization is located opposite the distributor opening
achieved between the pump piston and the housing bore such that
the pump piston is evenly loaded by the pressure forces
and the tendency to eat the piston within the
Housing bore is reduced. This extra groove is coming
regularly with those not participating in the injection
Injection lines in connection and leads with one
open at the same time through the distributor opening
Injection line pressure equalization between these
Lines in a suction phase of the pump piston.
Diese Ausgestaltung hat den Nachteil, daß trotz einem
Kräfteausgleich der am Pumpenkolben erzielt wird, durch die
großflächigen Nuten in der Mantelfläche des Verteilers bzw.
Pumpenkolbens eine Unterbrechung des Schmierölfilmes statt
findet, der den Pumpenkolben bei seiner Drehung in der
Gehäusebohrung Kraftstoffeinspritzpumpe tragen soll.This configuration has the disadvantage that despite one
Force balance achieved on the pump piston by
large-area grooves in the lateral surface of the distributor or
Pump piston an interruption of the lubricating oil film instead
finds the pump piston as it rotates in the
Fuel injection pump housing bore.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den
Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 hat dem
gegenüber den Vorteil, daß die wenigstens eine
Druckausgleichsfläche in Bereichen wirksam wird, in denen
die Wand der Gehäusebohrung ununterbrochen ist. In diesen
Bereichen kann sich somit ein Schmierfilm kontinuierlich
aufbauen unter Bildung eines Schmierkeils mit besten
Trageigenschaften. Die jeweils vorgesehene
Druckausgleichsöffnung führt dabei ausreichend Kraftstoff in
den Spalt zwischen der Mantelfläche des bewegten Teiles und
der Innenwand der Gehäusebohrung und baut dort ein Druckfeld
auf, ähnlich dem in der Nachbarschaft der Austrittsöffnung,
auf der im wesentlichen gegenüberliegenden Seite der
Mantelfläche. Das so entstandene Druckfeld verhindert somit
einen direkten Kontakt zwischen dem bewegten Teil und der
Wandung der Gehäusebohrung, da die Mantelfläche des bewegten
Teiles nun gleichmäßig von Kräften beaufschlagt ist,
gleichmäßig von Druckkraftstoff zur Schmierung des bewegten
Teiles in der Gehäusebohrung versorgt wird und aus diesen
Gründen auch der Lagerspalt zwischen der Mantelfläche des
bewegten Teiles und der Wand der Gehäusebohrung über den
Umfang gesehen in konstanter Stärke eingehalten werden kann.
Dies führt insgesamt zu einer höheren Hochdruckfestigkeit
und einer höheren Belastbarkeit der Kraftstoffeinspritzpumpe
im Hinblick auf die Höhe der von dieser zu erzeugenden
Einspritzeindrücke. Die Verwirklichbarkeit von solch hohen
Einspritzdrücken führt in der Folge auch zu einer
Optimierung der Einspritzung derart, daß die Emissionswerte
der zugehörigen Brennkraftmaschine verringert werden. Die
Optimierung der Lagerung gestattet es letztendlich, auch zum
Fressen neigende Werkstoffpaarungen, die andererseits jedoch
andere Vorteile aufweisen, zu verwenden, da die optimale
Schmierung diese Schadensfälligkeit vermeidet.The fuel injection pump according to the invention with the
Features of the characterizing part of claim 1 has the
compared to the advantage that the at least one
Pressure equalization area is effective in areas where
the wall of the housing bore is continuous. In these
A lubricating film can thus continuously spread over areas
build up with a grease wedge with best
Wearing properties. The intended one
Pressure equalization opening leads in sufficient fuel
the gap between the outer surface of the moving part and
the inner wall of the housing bore and builds a pressure field there
on, similar to that in the neighborhood of the exit opening,
on the substantially opposite side of the
Lateral surface. This prevents the resulting pressure field
direct contact between the moving part and the
Wall of the housing bore, since the outer surface of the moving
Part is now evenly subjected to forces,
evenly of compressed fuel to lubricate the moving
Part is supplied in the housing bore and from this
Reasons also the bearing gap between the lateral surface of the
moving part and the wall of the housing bore over the
Seen extent can be maintained in constant strength.
Overall, this leads to a higher high pressure resistance
and a higher load capacity of the fuel injection pump
in terms of the amount to be generated by it
Injection impressions. The feasibility of such high
Injection pressures also result in one
Optimization of the injection so that the emission values
the associated internal combustion engine can be reduced. The
Optimizing the storage ultimately allows it to
Material pairings tend to eat, but on the other hand
have other advantages to use because the optimal
Lubrication avoids this risk of damage.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der
im Patentanspruch 1 angegebenen Lösung wiedergegeben. So
stellt die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 eine
vorteilhafte Anwendung bei einer
Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe mit einem rotierenden
Verteiler als bewegliches Teil dar. Zur Besserung der
gleichmäßigen Belastung des bewegten Teiles bzw. des
Verteilers sind vorteilhafte mehrere Druckausgleichsflächen
vorgesehen, die insbesondere auf der den Antrieb des
Verteilers und der Pumpenkolben abgewandten Seite desselben
vorgesehen werden. Hierdurch reduzieren sich die
Auswirkungen von durch den Antrieb auf den Verteiler
übertragenen Kippmomenten.Advantageous refinements of the
reproduced in claim 1 specified solution. So
represents the embodiment according to claim 2
advantageous application in a
Distributor fuel injection pump with a rotating one
Distributor as a moving part. To improve the
uniform loading of the moving part or
Distributor are advantageous multiple pressure equalization areas
provided, in particular on the drive of the
Distributor and the pump piston facing away from the same
be provided. This reduces the
Effects of the drive on the distributor
transmitted tilting moments.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In der Zeichnung ist eine Kraftstoffverteilereinspritzpumpe
der Radialkolbenpumpenbauart im Teilschnitt dargestellt. In
einem Gehäuse 1 in dieser Kraftstoffeinspritzpumpe ist eine
Gehäusebohrung 2 in Form einer Sackbohrung bzw. einer
einseitig geschlossenen Bohrung eingebracht, in der ein in
Form eines Verteilers 3 ausgebildetes Teil bewegbar, hier
drehbar, gelagert ist. An seinem aus der Gehäusebohrung 2
herausragenden Ende weist der Verteiler 3 einen Bund 4 auf,
in dem radial zur Längsachse des Verteilers 3
Zylinderbohrungen 5 eingebracht sind, in denen Pumpenkolben
geführt sind, die im innen liegenden Teil der
Zylinderbohrungen einen gemeinsamen, als Hochdruckquelle
dienender Pumpenarbeitsraum, der hier nicht weiter gezeigt
ist, einschließen. Die Pumpenkolben werden dabei dicht
gleitend durch hier nicht weiter gezeigte, an sich bekannte
Nockenmittel hin- und hergehend angetrieben, z. B. mittels
einer ringförmigen Nockenbahn, auf denen mit den
Pumpenkolben jeweils verbundene Rollenschuhe gleiten. Der
Nockenring in diesem Falle ist als feststehender Nockenring
ausgebildet, während der nicht weiter gezeigte Antrieb des
Verteilers zugleich über die Drehbewegung des Verteilers die
Relativbewegung der Rollenschuhe entlang der Nockenbahn
bewirkt und somit dem Antrieb der Pumpenkolben dient. Beim
Einwärtshub der Pumpenkolben wird im Pumpenarbeitsraum ein
Kraftstoffdruck in Höhe des Kraftstoffeinspritzdruckes
erzeugt. Der Kraftstoff wird aus dem Pumpenarbeitsraum über
eine Druckleitung 7 im Verteiler 3 zu einer Austrittsöffnung
in Form einer Verteileröffnung 8 an der Mantelfläche 9 des
Verteilers geleitet. Im Bereich der Mündung der
Verteileröffnung in der Mantelfläche sind in dem Gehäuse 1
von der Gehäusebohrung 2 abführende Einspritzleitungen 11
vorgesehen, die jeweils zu einem nicht weiter gezeigten
Kraftstoffeinspritzventil führen, um dort den auf Hochdruck
gebrachten Kraftstoff zur Einspritzung bei der
Brennkraftmaschine zu bringen. Der hohe
Kraftstoffeinspritzdruck steht dabei an der Verteileröffnung
8 pro Zuordnung zu der jeweiligen Kraftstoffeinspritzleitung
11 nur so lange an, solange ein Einspritzzeitpunkt und
Einspritzmenge steuerndes Magnetventil, von dem hier nur das
Ventilglied 15 gezeigt ist, geschlossen ist. Über dieses
Magnetventil besteht eine Verbindungsleitung 16 von der
Verteileröffnung 8 zu einem Entlastungsraum. Bei geöffnetem
Ventil wird somit der von dem Pumpenkolben 6 verdrängte
Kraftstoff mehr oder weniger drucklos, jedenfalls unterhalb
des Kraftstoffeinspritzdruckes in den Entlastungsraum
gefördert. Verteilerkraftstoffeinspritzpumpen dieser Bauart
sind z. B. durch die DE-A1-43 39 948 bekannt. Durch die
Einseitigkeit der Lage der Verteileröffnung an der
Mantelfläche 9 des Verteilers 3 einerseits und eine gewollte
sehr genaue Passung zwischen Verteilerdurchmesser und
Durchmesser der Gehäusebohrung 2 zur Erzielung einer hohen
Hochdruckfestigkeit ergibt sich der Nachteil, daß der
rotierend angetriebene Verteiler im Grenzfall nicht mehr
ausreichend mit Kraftstoff innerhalb der Gehäusebohrung 2
versorgt und geschmiert wird. Dieser Kraftstoff tritt als
Leckkraftstoff in den Spalt zwischen Mantelfläche 9 und
Gehäusebohrung 2 ein. Bei hohen Flächenpressungen kann sich
dann im Grenzfall kein ausreichender Schmierkeil zwischen
den zueinander bewegten Teilen ausbilden. In der Zeichnung
ist im Bereich des Austritts der Verteileröffnung 8 ein
Druckfeld 17 symbolisch dargestellt.In the drawing, a fuel rail injection pump of the radial piston pump type is shown in partial section. In a housing 1 in this fuel injection pump, a housing bore 2 is made in the form of a blind bore or a bore closed on one side, in which a part in the form of a distributor 3 is movable, here rotatable, mounted. At its end protruding from the housing bore 2 , the distributor 3 has a collar 4 , in which 3 cylinder bores 5 are introduced radially to the longitudinal axis of the distributor, in which pump pistons are guided, and the common part of the cylinder bore serving as a high-pressure source serves as a high-pressure source , which is not shown here. The pump pistons are driven back and forth tightly slidingly by known cam means, not shown here, for. B. by means of an annular cam track on which the roller shoes connected to the pump pistons slide. The cam ring in this case is designed as a fixed cam ring, while the drive of the distributor (not shown further) at the same time effects the relative movement of the roller shoes along the cam path via the rotary movement of the distributor and thus serves to drive the pump pistons. During the inward stroke of the pump pistons, a fuel pressure at the level of the fuel injection pressure is generated in the pump work space. The fuel is conducted from the pump work space via a pressure line 7 in the distributor 3 to an outlet opening in the form of a distributor opening 8 on the lateral surface 9 of the distributor. In the area of the mouth of the distributor opening in the lateral surface, injection lines 11 are provided in the housing 1, which lead from the housing bore 2 and each lead to a fuel injection valve (not shown further) in order to bring the high-pressure fuel there for injection into the internal combustion engine. The high fuel injection pressure is present at the distributor opening 8 per assignment to the respective fuel injection line 11 only as long as an injection timing and injection quantity controlling solenoid valve, of which only the valve member 15 is shown here, is closed. Via this solenoid valve there is a connecting line 16 from the distributor opening 8 to a relief space. When the valve is open, the fuel displaced by the pump piston 6 is thus more or less depressurized, at least below the fuel injection pressure, into the relief chamber. Distributor fuel injection pumps of this type are e.g. B. known from DE-A1-43 39 948. Due to the one-sided position of the distributor opening on the lateral surface 9 of the distributor 3, on the one hand, and a deliberate, very precise fit between the distributor diameter and the diameter of the housing bore 2, in order to achieve high high-pressure resistance, there is the disadvantage that the rotatingly driven distributor is no longer adequately fueled in the limit case is supplied and lubricated within the housing bore 2 . This fuel enters the gap between the lateral surface 9 and the housing bore 2 as leak fuel. At high surface pressures, a sufficient lubricating wedge can then not form between the parts moving towards each other. In the drawing, a pressure field 17 is symbolically represented in the area of the outlet of the distributor opening 8 .
Zur Lösung des vorbeschriebenen Problems wird nun auf der
Mantelfläche des Verteilers eine zusätzliche Druckfläche 19
vorgesehen. Dies wird dadurch verwirklicht, daß mit der
Druckleitung 7 ständig verbundene Bohrungen 21 und 22 in den
Verteiler eingebracht sind, die an der Druckfläche 19 ihre
Mündung haben. Vorteilhaft gehen diese Bohrungen 21 und 22
von einem Druckraum 24 aus, in den die Verbindungsleitung 16
stromaufwärts des Magnetventilglieds 15 mündet. Mit dieser
Ausgestaltung wird im Bereich der Druckfläche 19 jeweils ein
Gegendruckfeld aufgebaut, das im wesentlichen diametral
gegenüber dem Druckfeld 17 liegt, das der Verteileröffnung
zugeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Bohrungen
21 und 22 vorgesehen, die bezogen auf die Radialebene, in
der die Verteileröffnung 8 an der Mantelfläche austritt,
zueinander symmetrisch liegen. Wesentlich ist dabei, daß die
Bohrungen 21 und 22 jeweils in einem Bereich der
Mantelfläche des Verteilers bzw. der Innenwand der
Gehäusebohrung 2 austreten, in dem die Gehäusebohrung im
gesamten überdeckungsbereich mit den Austritten der
Bohrungen 21 ununterbrochen bleibt. Auf diese Weise wird dem
Druckfeld 17 jeweils ein symmetrisch dazu diametral
gegenüberliegend angeordnete Gegendruckfelder
entgegengesetzt, so daß der Verteiler gleichmäßig und in
wesentlichen Momenten frei durch diese Druckfelder lastet
wird. Es kann sich dabei eine optimale Zentrierung des
Verteilers in der Gehäusebohrung einstellen und es wird ein
gleichbleibender Schmierfilm zwischen Mantelfläche und
Gehäusebohrung eingehalten. Durch die Bohrungen 21 und 22
wird dabei eine optimale Versorgung des Spalts zwischen der
Mantelfläche 9 des Verteilers und der Gehäusebohrung 2 mit
schmierendem Kraftstoff erzielt.To solve the problem described above, an additional pressure surface 19 is now provided on the lateral surface of the distributor. This is achieved in that bores 21 and 22 , which are permanently connected to the pressure line 7, are introduced into the distributor and have their mouth on the pressure surface 19 . These bores 21 and 22 advantageously start from a pressure chamber 24 into which the connecting line 16 opens upstream of the solenoid valve member 15 . With this configuration, a counter pressure field is built up in the area of the pressure surface 19 , which is essentially diametrically opposite to the pressure field 17 , which is assigned to the distributor opening. In the exemplary embodiment, two bores 21 and 22 are provided which are symmetrical to one another in relation to the radial plane in which the distributor opening 8 emerges on the lateral surface. It is essential that the bores 21 and 22 each emerge in a region of the lateral surface of the distributor or the inner wall of the housing bore 2 , in which the housing bore remains uninterrupted with the exits of the bores 21 in the entire area of coverage. In this way, the pressure field 17 is opposed in each case by a counter-pressure field arranged symmetrically diametrically opposite thereto, so that the distributor is freely and uniformly loaded by these pressure fields at substantial moments. The distributor can be optimally centered in the housing bore and a constant lubricating film is maintained between the outer surface and the housing bore. Through the bores 21 and 22 , an optimal supply of the gap between the lateral surface 9 of the distributor and the housing bore 2 with lubricating fuel is achieved.
Statt der hier gezeigten Anordnung, bei der die
Verteileröffnung 8 und Druckflächen 19 in einer gemeinsamen
Längsebene durch die Achse des Verteilers liegen, kann
natürlich auch eine solche Anordnung mit nur einer Bohrung
vorgesehen werden, falls die Belastungsverhältnisse es
gestatten. Der Austritt dieser einen Bohrung wird dann
möglichst nahe axial angrenzend an die Radialebene des
Austritts der Verteileröffnung liegen. In weiterer
Abwandlung ist es auch möglich, ergänzend zu der
Ausgestaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel oder auch als
Ersatz dafür mehrere am Umfang in einer Radialebene
verteilte Bohrungen vorzusehen, um eine gleichmäßige Kraft- und
Druckbeaufschlagung des Verteilers, insbesondere in der
Hochdruckförderphase der Pumpenkolben zu erzielen. Durch
Auswahl von Zahl der Austrittsbohrungen und Austrittsfläche
dieser Bohrungen kann hier eine optimierende Anpassung der
Kräftebilanz, die auf den Verteiler wirkt, vorgenommen
werden.
Instead of the arrangement shown here, in which the distributor opening 8 and pressure surfaces 19 lie in a common longitudinal plane through the axis of the distributor, such an arrangement can of course also be provided with only one bore, if the load conditions allow it. The exit of this one bore will then be as close as possible axially adjacent to the radial plane of the exit of the distributor opening. In a further modification, it is also possible, in addition to the configuration according to the exemplary embodiment or as a replacement, to provide a plurality of bores distributed around the circumference in a radial plane in order to achieve a uniform force and pressure application to the distributor, in particular in the high-pressure delivery phase of the pump pistons. By selecting the number of exit bores and the exit area of these bores, an optimizing adjustment of the balance of forces that acts on the distributor can be carried out here.
Eine weitere Wirkung dieser verbesserten Lagerung besteht
darin, daß die Leckverluste gesenkt werden bzw. die
Hochdruckdichtigkeit erhöht wird. Damit eignet sich die
somit verbesserte Kraftstoffeinspritzpumpe zur Bildung
höherer Kraftstoffeinspritzdrücke, was letztendlich eine
verbesserte Einspritzung mit Senkung von Emissionswerten und
einer geringerer Umweltbelastung zur Folge hat. Auch zum
Fressen neigenden Werkstoffpaarungen sind mit dieser
Ausgestaltung weniger schadensgefährdet.Another effect of this improved storage is
in that the leakage losses are reduced or the
High pressure tightness is increased. This makes the
thus improved fuel injection pump for formation
higher fuel injection pressures, which is ultimately a
improved injection with reduction of emission values and
results in a lower environmental impact. Also for
Mating tendencies are with this
Design less at risk of damage.
Es wurde hier am Beispiel einer Radialkolbenverteilerpumpe
die verbesserte Lagerung eines rotierenden Teils, dem
Verteiler, dargestellt. Die hier vorgesehenen Maßnahmen
können aber genauso gut bei anders ausgestalteten
Kraftstoffeinspritzpumpen, wie z. B.
Kraftstoffeinspritzpumpen mit hin- und hergehendem Kolben
oder Kraftstoffeinspritzpumpen mit hin- und hergehenden und
zugleich rotierend angetriebenen Kolben verwirklicht werden.
Auch bei solchen bewegten Teilen lassen sich bessere
Lagerungseigenschaften des bewegten Teiles erzielen.It was shown here using the example of a radial piston distributor pump
the improved storage of a rotating part, the
Distributor, shown. The measures provided here
but can just as well with differently designed
Fuel injection pumps, such as. B.
Fuel injection pumps with reciprocating pistons
or fuel injection pumps with reciprocating and
rotatably driven pistons can be realized.
Even with such moving parts you can do better
Achieve storage properties of the moving part.